Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul - princip, design, serie
Artikler

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul - princip, design, serie

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul-princip, design, serieVed slangbetegnelsen for en dobbeltmasse eller dobbeltmasseflue er der en enhed kaldet et dobbeltmassesvinghjul. Denne enhed tillader transmission af drejningsmoment fra motoren til transmissionen og videre til køretøjets hjul. Dobbeltmassesvinghjulet har tiltrukket offentlig opmærksomhed på grund af dets ofte begrænsede levetid. Udvekslingen er ikke kun besværlig, men kræver også økonomiske omkostninger, da tegnebogen indeholder fra flere hundrede til tusinde euro. Blandt bilisterne kan man ofte høre spørgsmålet om, hvad tohjulede biler bruges til, når der engang ikke var problemer med biler.

Lidt teori og historie

Den frem- og tilbagegående forbrændingsmotor er en relativt kompleks maskine, hvis drift afbrydes i fase. Af denne grund er et svinghjul forbundet til krumtapakslen, hvis opgave er at akkumulere tilstrækkelig kinetisk energi til at overvinde passive modstande under kompressionsslag (ikke-fungerende). Herved opnås blandt andet den nødvendige ensartethed af motoren. Motoren kører mere afbalanceret jo flere cylindre motoren har eller det større (tyngre) svinghjul. Et tungere svinghjul reducerer dog motorens overlevelsesevne og reducerer dens klarhed til at dreje hurtigt. Dette fænomen kan observeres for eksempel med en 1,4 TDi eller 1,2 HTP motor. Med et kraftigere svinghjul kører disse trecylindrede motorer langsommere og sænker også farten. Ulempen ved denne adfærd er for eksempel langsommere gearskift. Størrelsen af ​​svinghjulet er desuden påvirket af sammensætningen af ​​cylindrene (in-line, gaffel eller boxer). En mod-rulle mod-rulle-motor er i princippet meget mere afbalanceret end for eksempel en in-line fire-cylindret motor. Derfor har den også et mindre svinghjul end en sammenlignelig inline firecylindret motor. Svinghjulets størrelse påvirker også forbrændingsprincippet, for eksempel har moderne dieselmotorer næsten altid brug for et svinghjul. Sammenlignet med benzinmotorer har dieselmotorer typisk et meget højere kompressionsforhold, over hvilket de bruger væsentligt mere arbejde - kinetisk energi fra et roterende svinghjul.

Den kinetiske energi Ek forbundet med et roterende svinghjul beregnes ved hjælp af følgende formel:

Ec = 1/2·J ω2

(hvor J er kroppens inertimoment omkring rotationsaksen, ω er kroppens rotationsvinkelhastighed).

Balanceaksler hjælper også med at eliminere ujævn drift, men de kræver et vist mekanisk arbejde for at drive dem. Ud over ujævnheder fører den periodiske gentagelse af de fire perioder også til vridningsvibrationer, hvilket påvirker driv og transmission negativt. Den normale inertimasse for en forbrændingsmotor består af inertimasserne af krankmekanismens dele (balanceaksler), svinghjul og kobling. Dette er imidlertid ikke nok til at fjerne uønskede vibrationer i tilfælde af kraftige og især mindre cylindriske dieselmotorer. Følgelig skal transmissionen og hele drivsystemet beskyttes mod disse negative virkninger, da overdreven resonans kan forekomme ved visse hastigheder, hvilket resulterer i overdreven belastning af krumtapakslen og transmissionen, ubehagelige kropsvibrationer og brummen i bilens interiør. Dette kan tydeligt ses i nedenstående diagram, der viser motorens vibrationsamplitude og transmission med konventionelle og dobbeltmasse svinghjul. Vibrationer i krumtapakslen ved udgangen fra motoren og svingninger ved transmissionens indgang har praktisk talt samme amplitude og frekvens. Ved visse hastigheder overlapper disse udsving, hvilket fører til de angivne uønskede risici og manifestationer.

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul-princip, design, serie

Det er almindeligt kendt, at dieselmotorer er betydeligt stærkere end benzinmotorer, så deres dele er tungere (krumtapmekanisme, plejlstænger osv.). Dimensionering og afbalancering af en sådan motor er et virkelig komplekst problem, hvis løsning består af en række integraler og derivater. Kort fortalt er en forbrændingsmotor opbygget af en række komponenter med hver sin vægt og stivhed, som tilsammen danner et system af torsionsfjedre. Et sådant system af materialelegemer, forbundet med fjedre, har tendens til at svinge ved forskellige frekvenser under drift (under belastning). Det første signifikante bånd af oscillationsfrekvenser ligger i området 2-10 Hz. Denne frekvens kan betragtes som naturlig og opfattes praktisk talt ikke af en person. Det andet frekvensbånd ligger i området 40-80 Hz, og vi opfatter disse vibrationer som vibrationer, og støjen som et brøl. Designernes opgave er at eliminere denne resonans (40-80 Hz), hvilket i praksis betyder at flytte til et sted, hvor en person er meget mindre ubehagelig (ca. 10-15 Hz).

Bilen indeholder flere mekanismer, der eliminerer ubehagelige vibrationer og støj (støjsvage blokke, remskiver, støjisolering), og i kernen er en klassisk konventionel skivefriktionskobling. Udover at overføre drejningsmoment er dens opgave også at dæmpe torsionsvibrationer. Den indeholder fjedre, som i tilfælde af en uønsket vibration komprimerer og absorberer det meste af dens energi. I tilfælde af de fleste benzinmotorer er absorptionskapaciteten for én kobling tilstrækkelig. En lignende regel gjaldt for dieselmotorer indtil midten af ​​90'erne, hvor den legendariske 1,9 TDi med Bosch VP rotationspumpe var tilstrækkelig med en konventionel kobling og et klassisk enkeltmassesvinghjul.

Men med tiden begyndte dieselmotorer at levere mere og mere effekt på grund af mindre og mindre volumen (antal cylindre), kulturen i deres drift kom til udtryk, og sidst men ikke mindst trykket på "savsvinghjulet" "udviklede også flere og strengere miljøstandarder. Generelt kunne dæmpning af vridningsvibrationer ikke længere tilvejebringes af klassisk teknologi, og derfor blev behovet for et svinghjul med to masser en nødvendighed. Det første firma, der introducerede ZMS (Zweimassenschwungrad) dobbeltmassesvinghjul var LuK. Masseproduktionen begyndte i 1985, og den tyske BMW var den første bilproducent, der viste interesse for den nye enhed. Dobbeltmassesvinghjulet har gennemgået en række forbedringer siden da ZF-Sachs planetgearetog i øjeblikket betragtes som det mest avancerede.

Dobbeltmassesvinghjul – design og funktion

Et dobbeltmassesvinghjul fungerer praktisk talt som et konventionelt svinghjul, der også udfører funktionen med at dæmpe torsionsvibrationer og dermed stort set eliminerer uønskede vibrationer og støj. Dobbeltmassesvinghjulet adskiller sig fra det klassiske ved, at dets hoveddel - svinghjulet - er fleksibelt forbundet med krumtapakslen. Derfor tillader det i den kritiske fase (op til toppen af ​​kompressionen) en vis deceleration af krumtapakslen og derefter igen (under ekspansion) en vis acceleration. Selve svinghjulets hastighed forbliver dog konstant, så hastigheden ved gearkassens udgang forbliver også konstant og uden vibrationer. Dobbeltmassesvinghjulet overfører sin kinetiske energi lineært til krumtapakslen, reaktionskræfterne, der virker på selve motoren, er jævnere, og toppene af disse kræfter er meget lavere, så motoren også vibrerer og ryster resten af ​​motoren mindre. legeme. Opdelingen i primær inerti på motorsiden og sekundær inerti på gearkassesiden øger inertimomentet for gearkassens roterende dele. Dette flytter resonansområdet til et lavere frekvensområde (rpm) end tomgangshastigheden og er således uden for området for motorens driftshastigheder. På denne måde adskilles de torsionsvibrationer, der genereres af motoren, fra transmissionen, og transmissionsstøj og kropsbrøl opstår ikke længere. På grund af det faktum, at de primære og sekundære dele er forbundet med en torsionsvibrationsdæmper, er det muligt at bruge en koblingsskive uden torsionsophæng.

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul-princip, design, serie

Dobbeltmassesvinghjulet fungerer også som en såkaldt støddæmper. Det betyder, at det hjælper med at dæmpe koblingsslag under gearskift (når motorhastigheden skal afbalanceres med hjulhastigheden) og hjælper også med en jævnere start. De fjedrende elementer (fjedre) i et dobbeltmassesvinghjul bliver dog konstant trætte og tillader svinghjulet at bevæge sig bredere og lettere i forhold til krumtapakslen. Problemet opstår, når de allerede er trætte – de trækkes helt ud. Udover at strække fjedrene, betyder svinghjulsslid også, at hullerne på låsestifterne skubbes ud. Således dæmper svinghjulet ikke kun svingninger (oscillationer), men skaber dem tværtimod. Stop ved de ekstreme grænser for svinghjulets rotation begynder at dukke op, oftest som bump ved gearskift, start, bare i alle situationer, når koblingen er til- eller frakoblet, eller når der skiftes hastighed. Slid vil også vise sig som rykkede opstarter, overdreven vibration og støj omkring 2000 rpm eller overdreven vibration i tomgang. Generelt oplever dobbeltmassesvinghjul meget større belastning i mindre cylindriske motorer (f.eks. tre/fire cylindre), hvor ujævnhederne er meget større end i sekscylindrede motorer.

Strukturelt består et dobbeltmassesvinghjul af et primært svinghjul, et sekundært svinghjul, et internt spjæld og et eksternt spjæld.

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul-princip, design, serie

Hvordan påvirkes / forlænges levetiden for et dobbeltmassesvinghjul?

Svinghjulets levetid påvirkes af dets design samt egenskaberne for den motor, hvori det er installeret. Det samme svinghjul fra den samme producent kører 300 km på nogle motorer, og på nogle vil det kun tage en halv portion. Den oprindelige hensigt var at udvikle dobbeltmasse svinghjul, der ville overleve til samme alder (km) som hele bilen. Desværre skal svinghjulet i virkeligheden ofte udskiftes meget tidligere, mange gange før koblingsskiven. Ud over motorens design og selve dobbeltmassesvinghjulet påvirker lederen betydeligt dens levetid. Alle situationer, der fører til overførsel af et slag i en eller anden retning, reducerer dets levetid.

For at forlænge levetiden af ​​dobbeltmassesvinghjulet anbefales det ikke hyppigt at køre motoren under styring (især under 1500 o/min), trykke koblingen hårdt ned (helst uden at skifte ved gearskift), og ikke at nedgearer motoren (dvs. motoren). kun med en rimelig hastighed). Det sker ofte, at du med en hastighed på 80 km/t ikke tænder for andet gear, men tredje eller fjerde og gradvist skifter til et lavere gear). Nogle producenter anbefaler (i dette tilfælde VW), at hvis bilen er parkeret med en stillestående bil på en blid bredde, skal håndbremsen først trækkes og derefter et gear (bak- eller XNUMX. gear) sættes i. Ellers vil køretøjet bevæge sig lidt, og dobbeltmassesvinghjulet vil komme i et såkaldt permanent indgreb, hvilket forårsager spændinger (strækning af fjedrene). Derfor anbefales det ikke at bruge bakkehastighed, og i så fald kun efter at have bremset bilen med en håndbremse, for ikke at forårsage en lille bevægelse og efterfølgende langvarig belastning - lukning af transmissionssystemet, dvs. et dobbeltmassesvinghjul . En stigning i temperaturen på koblingsskiven er også direkte relateret til en reduktion af dobbeltmassesvinghjulets levetid. Koblingen overophedes, især når man trækker en tung trailer eller andet køretøj, kører terræn osv. Koblingen låser sig selv op, selvom motoren er i stykker. Det skal bemærkes, at strålevarme fra koblingsskiven fører til overophedning af forskellige svinghjulskomponenter (især hvis det er en smøremiddellækage), hvilket yderligere påvirker levetiden negativt.

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul-princip, design, serie

Reparation - udskiftning af dobbeltmassesvinghjulet og udskiftning med et konventionelt svinghjul

Der er ikke noget, der hedder at reparere et alt for slidt svinghjul. Reparation involverer udskiftning af svinghjulet sammen med koblingsenheden (lameller, trykfjeder, lejer). Hele reparationen er ret besværlig (ca. 8-10 timer), når det er nødvendigt at demontere gearkassen og nogle gange endda motoren. Vi må selvfølgelig ikke glemme økonomi, hvor de billigste svinghjul sælges for omkring 400 euro, de dyreste - mere end 2000 euro. Hvorfor skifte en koblingsskive, der stadig er i god stand? Men simpelthen fordi, når man servicerer en koblingsskive, er det kun et spørgsmål om tid, før den går væk, og denne tidskrævende proces, som er flere gange dyrere end koblingsskiven, skal gentages. Når du udskifter et svinghjul, er det en god idé at se, om der findes en mere sofistikeret version, der kan klare flere kilometer – selvfølgelig understøttet og godkendt af køretøjsproducenten.

Meget ofte kan du finde oplysninger om udskiftning af et tomasses svinghjul med et klassisk, hvor lameller med et torsionsspjæld bruges. Som allerede nævnt i tidligere artikler, udfører et dobbeltmassesvinghjul ud over sine praktiske funktioner også funktionen af ​​et torsionsvibrationsdæmper, hvilket påvirker tilstanden af ​​motorens bevægelige dele (krumtapaksel) eller gearkassen negativt. Til en vis grad kan vibrationsdæmpning også elimineres af selve den affjedrede plade, men den kan ikke levere den samme ydeevne som det meget mere kraftfulde og komplekse dobbeltmassesvinghjul. Plus, hvis det var så enkelt, ville det længe have været praktiseret af bilproducenter og deres finansielle ejere, der konstant arbejder på at reducere omkostningerne. Derfor anbefales det generelt ikke at udskifte dobbeltmassesvinghjulet med et enkelt massesvinghjul.

Dobbeltmasse (dobbeltmasse) svinghjul-princip, design, serie

Undervurder ikke udskiftning af et slidt svinghjul

Det anbefales kraftigt ikke at udsætte udskiftningen af ​​et overdrevent slidt svinghjul. Ud over de ovennævnte manifestationer er der risiko for at løsne (adskillelse) af enhver del af svinghjulet. Udover at ødelægge selve svinghjulet, kan motoren eller transmissionen også blive livstruende beskadiget. Overdreven slitage af svinghjul påvirker også den korrekte funktion af motorhastighedsføleren. Efterhånden som fjederelementerne gradvist slides, afbøjer de to svinghjulsdele mere og mere, indtil de er uden for de tolerancer, der er fastsat i styreenheden. Nogle gange fører dette til en fejlmeddelelse, og nogle gange tværtimod forsøger styreenheden at tilpasse og styre motoren baseret på forkerte data. Dette fører til dårlig ydeevne og i værste fald opstartsproblemer. Dette problem er især almindeligt for ældre motorer, hvor en krumtapaktsensor registrerer bevægelse på output-siden af ​​dobbeltmassesvinghjulet. Producenter har elimineret dette problem ved at ændre sensorens montering, så i nyere motorer registrerer det krumtapakslens hastighed ved svinghjulsindløbet.

Tilføj en kommentar